Odpady z tworzyw sztucznych pozostają jednym z największych problemów środowiskowych, ponieważ syntetyczne plastiki stopniowo rozpadają się na mikroplastiki mogące uwalniać szkodliwe substancje, takie jak bisfenol A (BPA), ftalany czy związki rakotwórcze. Poszukując bardziej zrównoważonej alternatywy, zespół kierowany przez Muhammada Maksuda Rahmana – adiunkta inżynierii mechanicznej i lotniczej na University of Houston oraz adiunkta nauk o materiałach i nanoinżynierii na Rice University – skupił się na celulozie bakteryjnej, jednym z najczystszych i najbardziej rozpowszechnionych naturalnych biopolimerów na Ziemi – informuje portal SciTechDaily.

Czytaj więcej

Przełom w ochronie środowiska? Wodoodporny i ekologiczny papier może zastąpić plastik

Celuloza bakteryjna może zastąpić plastik w elektronice i opakowaniach

Włókna celulozy bakteryjnej zwykle rosną w losowych układach, co ogranicza ich wytrzymałość i parametry użytkowe. Jednak dzięki zastosowaniu kontrolowanej dynamiki płynów w specjalnie zaprojektowanym bioreaktorze naukowcy uporządkowali nanowłókna celulozy podczas wzrostu, uzyskując arkusze o wytrzymałości na rozciąganie sięgającej 436 megapaskali.

Zespół dodał również nanowarstwy azotku boru podczas syntezy, tworząc materiał hybrydowy o jeszcze większej wytrzymałości – około 553 megapaskali. Zmodyfikowany materiał wykazał także lepsze właściwości termiczne, rozpraszając ciepło trzy razy szybciej niż próbki kontrolne – pisze SciTechDaily.

Czytaj więcej

Roślinne opakowanie na żywność zastąpi plastik. Chroni przed bakteriami

Nowa metoda umożliwia tworzenie mocniejszych materiałów o większej funkcjonalności. Pozwala również na łatwe integrowanie różnych dodatków nanoskalowych bezpośrednio z celulozą bakteryjną, co umożliwia dostosowanie właściwości materiału do konkretnych zastosowań.

Naukowcy opracowali nową metodę produkcji supermateriału

Naukowcy wyjaśniają, że proces syntezy przypomina szkolenie zdyscyplinowanego oddziału bakterii. Zamiast pozwalać bakteriom poruszać się losowo, kierują je w określonym kierunku, dzięki czemu precyzyjnie kontrolują produkcję celulozy. Ta uporządkowana aktywność oraz elastyczność techniki biosyntezy pozwalają jednocześnie projektować zarówno strukturę materiału, jak i jego wielofunkcyjność.

Czytaj więcej

Jest roślinna alternatywa dla plastiku. Piekielna wytrzymałość

Ponieważ proces można łatwo skalować i przeprowadza się go w jednym etapie, naukowcy uważają, że może znaleźć zastosowanie w wielu branżach. Potencjalne obszary wykorzystania obejmują materiały konstrukcyjne, systemy zarządzania ciepłem, opakowania, tekstylia, zieloną elektronikę oraz technologie magazynowania energii.